CN105789002A - X射线管 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式涉及X射线管。提供了能提高真空密封的X射线管。实施方式涉及的X射线管包括：真空封壳、阳极靶、以及阴极灯丝，所述真空封壳由筒状的绝缘封壳、阴极侧金属封壳、以及阳极侧金属封壳构成，所述阴极侧金属封壳以及所述阳极侧金属封壳的至少一个具有有前端面的突起部，该突起部以所述前端面与环状的金属接合辅助材料的单侧端面抵接的状态被钎焊，所述金属接合辅助材料具有面积大于所述前端面的两个端面，所述金属接合辅助材料的另一个端面以与形成在所述绝缘封壳的一个端面或另一个端面上的金属膜抵接的状态被钎焊。

Description

X射线管
技术领域
本发明的实施方式涉及X射线管。
背景技术
一般地，作为X射线管已知有固定阳极型X射线管(例如，参照专利文献1)。固定阳极型X射线管包括：真空封壳、阳极靶、阴极灯丝、支承体、放热体、绝缘材料以及高压电缆。在真空封壳的一端的平坦部设置透过X射线的输出窗。
阳极靶设置在真空封壳的内部，与输出窗相对。阴极灯丝设置在真空封壳的内部，放出照射至阳极靶的电子。支承体设置在真空封壳内。支承体的一个端部支承阳极靶。
放热体与支承体的另一个端部连接。放热体用于放出在阳极靶产生的、传导至支承体的热量。绝缘材料设置在放热体的周围以及放热体的内侧。高压电缆用于在阳极靶施加高电压。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种能提高真空密封的X射线管。
实施方式涉及的X射线管，包括：真空封壳，该真空封壳形成有使X射线透过的输出窗；阳极靶，该阳极靶设置在所述真空封壳内，与所述输出窗相对；以及阴极灯丝，该阴极灯丝设置在所述真空封壳内，放出照射至所述阳极靶的电子。
所述真空封壳由以下部分构成：筒状的绝缘封壳，该筒状的绝缘封壳位于中央部，由电绝缘性的陶瓷构成；阴极侧金属封壳，该阴极侧金属封壳钎焊在形成于该绝缘封壳的一个端面的金属膜上，且支承阴极灯丝；以及阳极侧金属封壳，该阳极侧金属封壳钎焊在形成于该绝缘封壳的另一个端面的金属膜上，且支承所述阳极靶。
所述阴极侧金属封壳以及所述阳极侧金属封壳中的至少一个具有在绝缘封壳侧有突起的前端面的突起部，该突起部以所述前端面与环状的金属接合辅助材料的单侧端面抵接的状态被钎焊，所述金属接合辅助材料具有面积大于所述前端面的两个端面，所述金属接合辅助材料的另一个端面以与形成在所述绝缘封壳的一个端面或另一个端面的金属膜抵接的状态而被钎焊。
根据所述结构的X射线管，能提高真空密封。
附图说明
图1是表示一个实施方式涉及的X射线管的简要结构的剖视图。
图2是表示绝缘封壳和接合体的接合部分的剖视图，图2(a)是钎焊前的状态，图2(b)是钎焊后的状态。
图3是表示另一个实施方式中，绝缘封壳和接合体钎焊后的接合部分的剖视图。
图4是表示另一个实施方式中，绝缘封壳和接合体钎焊后的接合部分的剖视图。
图5是图3所示的实施方式的变形例涉及的金属接合辅助材料的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式涉及的X射线管1进行说明。
如图1所示，X射线管1包括：真空封壳3、阳极靶5、支承体7、阴极灯丝9、绝缘封壳11、管容器13、放热体15、以及高压电缆17。
真空封壳3使内部保持真空状态，呈前端外径逐渐变细的筒状，在前端面的平坦部设置透过X射线的输出窗19。
该输出窗19采用X射线衰减较少的材料、例如铍(Be)形成。
在真空封壳3的内部，与输出窗19相对地设置阳极靶5，在该阳极靶5的外周侧设置阴极灯丝9。另外，在阳极靶5和阴极灯丝9之间，设置收束电极21。
另外，在真空封壳3内的中心部设置支承体7的前端部7a。支承体7的前端部7a设置在收束电极21的内周侧，并且由前端支承阳极靶5。支承体7的另一个端部7b向绝缘封壳11的另一端侧突起，钎焊接合体(阳极侧金属封壳)23，利用接合体23使绝缘封壳11和支承体7之间结合成密封状态。换言之，接合体23支承阳极靶5。
另外，在绝缘封壳11的前端部(一个端面)11b形成金属膜36，在金属膜36钎焊支承阴极灯丝9的阴极侧金属封壳24。
在支承体7的后端部7b的端面(另一个端面)上设置通过形成在支承体7的内部的排气路径25，用于对真空封壳3内部进行排气的排气管27，并且设置用于在阳极靶5施加高电压的高压电缆17所连接的供电部29。
绝缘性的放热体15中，内螺纹部与设置在支承体7的另一个端部7b上的外螺纹紧固，前端面(一个端面)与接合体23抵接。
放热体15通常是具有20W/m·K以上的高热传导特性以及10kV/mm以上的高电压绝缘性的陶瓷，但通过利用例如氮化铝，能够得到90W/m·K以上的高热传导率。
高压电缆17位于放热体15的内周侧，并且向放热体15的外部引出。
另外，与真空封壳3一起使内部保持真空的绝缘封壳11，从绝缘封壳11突出的支承体7的另一端部7b，以及放热体15的一部分等收纳在管容器13内。在该管容器13的内部，填充例如硅树脂等灌封材料，即绝缘材料33。更详细而言，绝缘材料33填充在管容器13和绝缘封壳11、接合体23以及放热体15之间。
进一步地，在支承体7的另一个端部7b一侧，在高压电缆17和放热体15之间填充其它的绝缘材料33。绝缘材料33例如由硅树脂等灌封材料形成。
在管容器13的外侧面设置冷却部35。根据X射线管的输入形式，该冷却部35例如能选择风冷式或液冷式、或者热管式，但优选容易维护管理的风冷式或热管式。冷却部也可以为散热器(radiator)。
另外，由于电子冲撞阳极靶5，产生热量，该阳极靶5的热量传导至支承体7，经由与该支承体7的另一个端部7b连接的接合体23向绝缘封壳11、绝缘材料33以及放热体15发散以及传导，经由放热体15向绝缘材料33以及管容器13等发散以及传导。从绝缘材料33或放热体15传导至管容器13的热量利用使管容器13的外表面冷却的冷却部33放出。该实施方式中，由于放热体15直接与支承体7的另一个端部7b连接，因此由阳极靶5产生的、传导至支承体7的热量能更高效地放出。
在此，对接合体23和绝缘封壳11的接合部分进行说明。接合体23使其内周侧部23a与支承体7的另一个端部7b的外周面抵接而固定，如图1的放大图所示，接合体23的外周侧部23b与绝缘封壳11的后端面(另一个端面)11a连接。
更详细而言，如图2(b)所示，在绝缘封壳11的后端面11a中，在与接合体23的接合面上形成金属膜37，将金属接合辅助材料39设置在金属膜37和接合体23的突起部23c之间，将绝缘封壳11的后端面11a和接合体23的突起部23c接合。
绝缘封壳11的材质为氧化铝等电绝缘性陶瓷。
金属膜37在绝缘封壳11的后端面11a上用刷毛或印刷等形成，金属膜37由以Mo为主成分的金属等构成。
金属接合辅助材料39为环状的板材，材质采用可伐合金等。
金属接合辅助材料39利用钎焊固定在金属膜37。另外，金属接合辅助材料39和接合体23的突起部23c也由钎焊固定。
接着，对接合体23和绝缘封壳11的接合方法进行说明。
如图2(a)所示，在金属膜37和金属接合辅助材料39之间设置钎料板41，使接合体23的突起部23c与金属接合辅助材料39抵接，以在该抵接部的侧面包夹突起部23c的方式设置钎料线43，设置在炉内，融解钎料。图2(b)表示熔融状态的钎料41a、43a。
剖面积较小的突起部23c对接合体23和绝缘封壳11的温度差产生的热应力具有缓和的效果。另外，突起部23c由于隔着具有大于突起部23c的剖面积的面积的端面的金属接合辅助材料39而被钎焊在金属膜37上，因此对在强度相对较弱的金属膜37和绝缘封壳11的界面上产生的热应力具有降低的效果。
结果，能防止在制造工序中或市场上的使用中，在金属膜37和绝缘封壳11的界面产生裂缝。
进一步地，如图2(b)所示，钎料线43融解，呈熔融状态流出，但利用金属接合辅助材料39和金属膜37之间的阶差，在该阶差部分保持熔融的钎料43a，因此能防止其越过金属膜37到达绝缘封壳11的陶瓷部分。由此，能防止熔融的钎料43a与构成绝缘封壳11的后端面11a的陶瓷部分接触，防止由于其热应力在陶瓷部分产生裂缝。
若在绝缘封壳11的后端面11a的钎焊部、陶瓷部分等处产生裂缝(裂纹)，则恐怕会损害在绝缘封壳11的内周侧的真空气密性。
由此，根据一个实施方式，在接合体23形成突起部23c，且在金属膜37和突起部23c之间设置形成环状的金属制的金属接合辅助材料39，使突起部23c钎焊在绝缘封壳11，因此在制造工序中或市场的使用中能防止在钎焊部产生裂缝，能提高X射线管的真空气密性。
下面对另一实施方式进行说明，以下说明的实施方式中，通过对与所述的一个实施方式起到相同作用的部分标注相同的标号，省略该部分的详细说明，以下的说明中主要对与一个实施方式不同的方面进行说明。
图3所示的另一个的实施方式与所述的一个实施方式的不同点在于，在金属接合辅助材料39的表面形成槽状的钎料槽45。
钎料槽45沿着环状的金属接合辅助材料39的周向形成。钎料槽45的槽的剖面形状在图3中为矩形，但不限于此，也可为圆弧状，钎料槽45的槽的形状不作限定。
根据该图3所示的实施方式，融解的钎料43a由钎料槽45接收，因此能防止熔融的钎料43a越过金属膜37，向绝缘封壳11的后端面11a的陶瓷部分流动。
图4所示的另一个实施方式与所述的一个实施方式的不同点在于，在金属接合辅助材料39中，在与接合体23的突起部23c的钎焊部接近的端部形成台阶47。台阶部47分别形成在金属接合辅助材料39的内周侧端部和外周侧端部。
该图4所示的另一个实施方式中，利用台阶47，使融解的钎料43a在金属接合辅助材料39的表面进行传导流动的距离增长，金属接合辅助材料39接收融解的钎料43a的表面积增大，因此能防止融解的钎料43a越过金属膜37，向绝缘封壳11的后端面11a的陶瓷部分流动。
根据以上所述的至少一个实施方式的X射线管，阴极侧金属封壳24以及阳极侧金属封壳23的至少一个具有有前端面的突起部23c，使突起部23c被钎焊在具有面积大于前端面的两个端面的环状的金属接合辅助材料39的单侧端面上，金属接合辅助材料39的另一个端面被钎焊在绝缘封壳的金属膜37上，从而能提高真空密封。
说明了本发明的几种实施方式，但这些实施方式是作为示例而提出，并没有限定发明范围的意图。这些新的实施方式能以其它各种方式被实施，能在不脱离发明主旨的范围内，进行各种省略、置换以及变更。这些实施方式及其变形均包含在发明范围及其主旨中，并且包含在权利要求保护范围所记载的发明及其等效范围内。
如图5所示，在金属接合辅助材料39的表面也可形成多个槽或切口49来替代图3所示的钎料槽45。
本发明也能适用于在绝缘封壳11的前端面(一个端面)11b形成的金属膜36和阴极侧金属封壳24的钎焊部。
另外，也能适用于上述实施方式以外的固定阳极型X射线管或旋转阳极型X射线管。

Claims (6)

1.一种X射线管，包括：真空封壳，该真空封壳形成有使X射线透过的输出窗；
阳极靶，该阳极靶设置在所述真空封壳内，与所述输出窗相对；以及
阴极灯丝，该阴极灯丝设置在所述真空封壳内，放出照射至所述阳极靶的电子，其特征在于，
所述真空封壳包括：
筒状的绝缘封壳，该筒状的绝缘封壳位于中央部，由电绝缘性的陶瓷构成；
阴极侧金属封壳，该阴极侧金属封壳钎焊在形成于该绝缘封壳的一个端面的金属膜上，且支承阴极灯丝；以及
阳极侧金属封壳，该阳极侧金属封壳钎焊在形成于所述绝缘封壳的另一个端面的金属膜上，且支承所述阳极靶，
所述阴极侧金属封壳以及所述阳极侧金属封壳中的至少一个具有在绝缘封壳侧有突起的前端面的突起部，
该突起部以所述前端面与环状的金属接合辅助材料的单侧端面抵接的状态被钎焊，所述金属接合辅助材料具有面积大于所述前端面的两个端面，
所述金属接合辅助材料的另一个端面以与形成在所述绝缘封壳的一个端面或另一个端面的金属膜抵接的状态而被钎焊。
2.如权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述阳极侧金属封壳由支承体和以及贯通该支承体而钎焊的接合体构成，所述支承体在一个端部支承所述阳极靶，另一个端部从所述真空封壳向外部突出，
所述突起部设置在所述接合体上。
3.如权利要求2所述的X射线管，其特征在于，包括绝缘性的放热体，该绝缘性的放热体与所述支承体的所述另一个端部连接。
4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的X射线管，其特征在于，在所述金属接合辅助材料中，在其钎焊侧表面形成沿周向形成的槽状的钎料槽。
5.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的X射线管，其特征在于，所述金属接合辅助材料在靠近钎焊部的端部形成台阶。
6.如权利要求4所述的X射线管，其特征在于，所述钎料槽形成多个同心圆状。
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